Uma lente gravitacional é o espelho de diversão definitivo do Universo. Ela distorce a visão de objetos atrás delas, mas também fornece informações incríveis sobre galáxias e quasares distantes. Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble (HST) recentemente divulgaram uma nova imagem de uma dessas aparições estranhas chamada “The Carousel Lens”. É um alinhamento raro de sete galáxias de fundo que parecem todas distorcidas por um aglomerado de galáxias interveniente.
De acordo com o cientista sênior do Berkeley Lab, David Schlegel, essa lente gravitacional é uma grande descoberta para astrônomos. “Essa é uma ‘linhagem galáctica’ incrivelmente sortuda — um alinhamento casual de múltiplas galáxias em uma linha de visão que abrange a maior parte do universo observável”, ele disse. “Encontrar um alinhamento desses é como uma agulha no palheiro. Encontrar tudo isso é como oito agulhas precisamente alinhadas dentro desse palheiro.”
A Lente Carrossel foi descoberta em dados do Dark Energy Survey alguns anos atrás. Agora, os astrônomos estão se concentrando nela para medir sua massa e os efeitos nas imagens de galáxias mais distantes. Este alinhamento de lente gravitacional de sete galáxias e um aglomerado de galáxias em primeiro plano pode muito bem fornecer novos insights sobre o Universo primitivo por meio das fontes de galáxias de alto desvio para o vermelho, as propriedades do aglomerado de lentes e questões não respondidas em cosmologia.
Desconstruindo a Lente Gravitacional do Carrossel
Lentes gravitacionais típicas de grande escala no Universo consistem em um “objeto de lente” e objetos mais distantes atrás dele. Geralmente, esses objetos distantes são galáxias e quasares. (Lentes gravitacionais de pequena escala ocorrem quando um planeta passa na frente de sua estrela, por exemplo.) No entanto, a Lente Carrossel é mais “cósmica” por natureza, cobrindo objetos a milhões de anos-luz de distância. Em particular, o aglomerado que faz a lente está a cerca de 5 bilhões de anos-luz da Terra. Ele também é designado como DESI-090.9854-35.9683 e tem pelo menos quatro grandes membros de galáxias, bem como vários outros possíveis membros do aglomerado.
As lentes Carousel abrangem pelo menos sete galáxias distantes. Elas ficam em qualquer lugar de 7,62 a 12 bilhões de anos-luz de distância da Terra. Seu alinhamento com o aglomerado de lentes resultou em múltiplas imagens de cada uma das galáxias mais distantes. Suas formas são o resultado do efeito “espelho de casa de diversões” que estende suas aparições. A galáxia rotulada “4a, 4b, 4c, 4d” na verdade forma uma “Cruz de Einstein” quase perfeita, que mostra a distribuição simétrica de massa na lente.
O Carrossel é um ótimo exemplo de uma “lente forte” no Universo, de acordo com Xiaoshang Huang, que faz parte da equipe de Berkeley que o estuda. “Nossa equipe tem buscado lentes fortes e modelado os sistemas mais valiosos”, disse Huang. “A Lente Carrossel é um alinhamento incrível de sete galáxias em cinco agrupamentos que se alinham quase perfeitamente atrás da lente do aglomerado em primeiro plano. Conforme aparecem através da lente, as múltiplas imagens de cada uma das galáxias de fundo formam padrões circulares aproximadamente concêntricos ao redor da lente em primeiro plano, como em um carrossel. É uma descoberta sem precedentes, e o modelo computacional gerado mostra uma perspectiva altamente promissora para medir as propriedades do cosmos, incluindo aquelas da matéria escura e da energia escura.”
O que torna esta lente tão especial?
Em seu artigo lançado recentemente, Schlegel, Huang e outros descreveram a modelagem da Lente Carrossel para entender sua estrutura. Eles apontam que ela mostra quase todas as configurações de lentes que os astrônomos veem em tais aparições. Há vários arcos, formas de diamante, o Anel de Einstein e lentes duplas.
A grande dispersão de distâncias entre a lente em si e as galáxias que ela distorce também apresenta algumas áreas cosmológicas interessantes de estudo. Em particular, a equipe científica espera fazer mais estudos espectrais para entender a distribuição de matéria do aglomerado de lentes. Pelo menos sete fontes de lentes ajudarão a restringir a quantidade de matéria no aglomerado e auxiliarão na compreensão das quantidades de matéria escura e bariônica em tais sistemas.
Além da distribuição de matéria, a equipe também pode usar esse sistema de lentes como uma forma de entender as características das fontes distantes com lentes. Isso é importante porque as mais distantes dão uma visão das condições em suas várias épocas da história cósmica. Por exemplo, a fonte 7 é uma fonte “próxima” interessante que poderia ser uma galáxia “quiescente” de redshift muito alto. Ela parece ser muito “vermelha” em medidas infravermelhas e outras desse tipo foram observadas pelo HST. A fonte 7 poderia ser um exemplo eficiente do que é chamado de “extinção inicial de galáxias”.
Isso ocorre quando a formação de estrelas é encerrada e a galáxia fica quiescente. Há várias maneiras pelas quais isso pode acontecer, mas a mais comum é algum tipo de loop de feedback entre o buraco negro supermassivo central e as regiões periféricas. Isso pode ocorrer como resultado de fusões de galáxias, por exemplo, que eram muito comuns no início do Universo. A Lente Carrossel (e outras do seu tipo) fornece uma maneira especial de estudar aquela época da história cósmica e os eventos que moldaram as galáxias que vemos hoje.
Para maiores informações
Ampliando o espaço profundo através da lente do carrossel
Lente Carrossel: Uma Lente Forte Bem Modelada com Múltiplas Fontes Espectroscopicamente Confirmada pelo VLT/MUSE
Lente gravitacional encontrada nos dados do DESI Legacy Surveys
Fonte: InfoMoney
